浅谈pdbip等参数.docx

浅谈PldB、IP3等参数撰稿：周波一、内容简介在射频系统中，PldB. IP3是衡量线性度的非常重要的指标考虑到一般教材讲析分 散性和浅显性，在此，作者归纳总结，并肴重就IP3的物理意义以及Cascade系统IP3与单 个器件IP3的关系推导，以飨同行读者欢迎批评指正1概述Pin、Pout. IM3、IIP3、OIP3、G、PldB等指标之间的关系如图1所示公式1）（公式2）（公式3）（公式4）（公式5）图1： IM3、IIP3、OIP3> G、PldB等指标之间的关系图Pin： In put power；Pout： Output power；IM3： 3,d order intermodulation product；IIP3： Input 3rd order intercept point；OIP3: Output 3rd order intercept point；G： Gain；PldB： ldB compression point；A： The differences between output power and IM3；对于射频放大器、中频放大器、混频器等器件，OIP3 —般比PldB大1()〜15dB。

2各指标之间的数学关系各指标Z间的数学关系如下Pout(dBm) = Pin(dBm) + G (dB)OIP3 (dBm) = IIP3 (dBm) + G (dB)OIP3 (dBm) = Pout (dBm) +A/2 (dBc)IIP3 (dBm) = Pin(dBm) +A/2 (dBc)IM3 (dBm) = 3Pin (dBm) - 2IIP3 (dBm) + G (dB)=3Pout (dBm) - 2IIP3 (dBm) -2G (dB)=3Pout (dBm) - 2OIP3 (dBm)3应用当某器件的输出信号Pout比PldB小10dB时,A的值（OIP3 -般比PldB大10〜15dB ） 根据式（3）可知，A在40〜50dBc之间当某器件的输出信号Pout比PldB小2（）dB时,A的值（OIP3 一般比PldB大10〜15dB ） 根据式（3）可知,A在60~70dBc之间二、IP3的物理意义（公式6）一般参考资料均给出了 OIP3的数学定义：OIP3 （dBm） = Pout （dBm） +A/2 （dBc）详细描述如图2：AiA2AA1=A2BiAB22 3 1-32 GJ I 32 232-31图2：等幅双音信号及其三阶分量关系图在测试单个器件（或系统）的IP3时•，均是在信号输入端馈入两个频差为32-3 1的双 音信号，然后根据图2所示，分别测出Pl、P2、Ml、M2,从而得出A,代入公式即可得 岀IP3。

值得提配的是，图2中Al、A2、Bl、B2ffe值量纲是电压，频谱仪实测为功率，必 须转换现考察Bl、B2与Al、A2的关系设Sl=Ai*COS(

2） IP3具有非常明确的物理意义：它非常简洁地定量地刻画了器件的线性度，与输入 信号的大小、器件本身的增益没有任何关系三、Cascade系统IP3与单个器件IP3之间的关系为方便讨论，先以两个器件为例设两个器件的0IP3 （输出IP3）分别为OIP3=1/K1 和OIP3=1/K2,电压增益分别为GV1, G”2,功率增益分别为Gp「GP2 （其归一化关系为Gp、= G；］ ； Gp2 = Gy2 ）结构如图 3 所示:器件一器件一051 >0/&Gv\G”2图3： Cascade系统（示例：两个器件）信号关系如图4所示:tm2t器件一输出端的信号关系（a）AGy? V?▲G y2 M |tGV2 器件二输出端的信号关系（b）GV2M 22K、+ K2 x=Kt xG：2（公式19）（公式20）（公式21）（公式22）器件二输出端的信号关系（c）图4：输入.输出信号关系在器件一的输入端输入两个等幅双音信号，由于其非线性，器件一的输出信号如（a） 所示，引用前述结论，可得以下结论：=M2 =Ky xV^xV. =K} xV] xV22 = K} xV3 （注：V, =V2 =V）（公式 18） 输出端的信号为Vi、V2、Mi、Mz,同时也是器件二的输入信号。

由于器件二的增益，其输 出信号如图（b）所示又由于器件二的非线性，必然产生新的三阶分量M12、M22 （如图（C）所示）同理有如下关系：M\r=M"=KrX （G# 2 X V）3综上所述，器件二的输出信号构成如下: 等幅双音信号：Gy2 x % ‘Gy? x 岭等幅三阶分量：K}xV3 +K2x（GV2xV）3现定义Kt来描述该两器件系统的线性度，则有IK、xV3xGV2+K2 x（GV2 xV）3 = Kt x（GV2 xV）3化简可得如下关系:Gp2 =代入上式可得:K] + Kr x Gp2（公式23）（真）=”上式可改写为：（公式24）1 l_ G/>2 _ GP2（公式25）也可化简为:1 1 1 1 = /&] x GP2 IP32 巴丁（公式26）化为对数表达式可得:—叫息”（公式27）推广至多级系统不难推导英常见表达式:始"叫（工 EF）c•••••••）（公式28）。